JP2774338B2

JP2774338B2 - 実装装置

Info

Publication number: JP2774338B2
Application number: JP1332788A
Authority: JP
Inventors: 省三笠井; 康青木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-12-25
Filing date: 1989-12-25
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JPH03195099A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、基板に電子部品を装着する実装装置に関
する。

［従来の技術］従来より、ターレツト式の実装装置においては、ヘツ
ド装置の側面に設けられたフインガ機構は、スプリング
等の付勢部材により常時上方へ偏倚するように付勢され
ている。このようにして、フインガ機構は、これに外力
が加えられない限りにおいて、上方待機位置に保持され
ることになる。そして、このように、フインガ機構が上
方待機位置に保持された状態において、ヘツド装置が全
体的に回動することにより、フインガ機構は、インサー
ト位置またはピツクアツプ位置にもたらされ、これらイ
ンサート位置またはピツクアツプ位置において、対応す
るインサート駆動機構またはピツクアツプ駆動機構と係
合して上下動され、インサート動作またはピツクアツプ
動作が実行されるるように構成されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような従来の実装装置において
は、付勢部材たるスプリングが繰り返し使用によりへた
り、上方待機位置が相対的に下降したり、不正な外力が
作用してフインガ機構が下方位置に下がつたままの状態
に係止されてしまう虞がある。

このようにフインガ機構の上方待機位置が下がると、
インサート駆動機構やピツクアツプ駆動機構と確実に係
合されない状態となり、これらが実際に駆動されたとし
ても、フインガ機構が上下動せずに、空動作することに
なる。また、下方位置に係止された場合には、フインガ
機構の下端が基板や部品供給機構の部品供給面に当接
し、破損してしまう虞がある。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、
この発明の目的は、部品の実装位置または保持位置にお
いて、実装駆動機構または部品の保持駆動機構が動作可
能状態にあるか否かを判断することにより、部品保持機
構の破損を確実に防止する実装装置を提供することであ
る。

［課題を解決するための手段］上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発
明の、回転体に取り付けられた部品保持部を介して実装
すべき部品を回路基板に供給する実装装置は、前記回転体を回転させることにより、前記部品保持部
を、部品を保持可能な位置にまで移動させる手段と、少なくとも１つの固定位置にある駆動部と、前記部品保持部の前記駆動部との係合位置を検出する
検出手段と、検出手段の検出結果に応じて、前記部品保持部の前記
保持位置における保持動作の可否を決定する手段とを具
備することを特徴とする。

また、同じく上記課題を達成するための他の構成にな
る本発明の、回転体に取り付けられた部品保持部を介し
て実装すべき部品を回路基板に供給する実装装置は、前記回転体を回転させることにより、前記部品保持部
を前記回路基板に実装可能な位置にまで移動させる手段
と、少なくとも１つの固定位置にある駆動部と、前記部品保持部の前記駆動部との係合位置を検出する
検出手段と、検出手段の検出結果に応じて、前記部品保持部の前記
実装位置における実装動作の可否を決定する手段とを具
備することを特徴とする。

上記構成の実装装置によれば、駆動部による、保持動
作あるいは実装動作を行う前に、それぞれ、部品保持部
の駆動部との係合位置を検出して、それぞれ部品保持動
作あるいは実装動作の可否の判断を行う。

［実施例］以下に、この発明に係わる電子部品の実装装置を、添
付図面を参照して、詳細に説明する。

第１図及び第２図に示すように、この一実施例におい
て、実装装置10は、例えば10形状20部品の電子部品Ｗの
中から１部品Ｗをピツクアツプ位置に選択的に供給する
部品供給装置11と、この部品供給装置11からピツクアツ
プ位置に供給された部品Ｗをピツクアツプて、インサー
ト位置において、回路基板CBに挿入するヘツド装置12
と、回路基板CBに挿入された電子部品Ｗをクリンチする
ためのクリンチ装置13と、インサート位置における部品
Ｗの回転姿勢を任意に設定するために、回路基板CBを回
転駆動するための基板回転機構14とから、大別して構成
されている。ここで、この一実施例においては、電子部
品Ｗは、例えば、パツケージタイプのICから構成されて
いる。

ここで、上述した部品供給装置11は、本願出願人と同
一出願人により平成１年９月20日に特願平１−241698号
として出願された『ステイツク供給タイプの実装機』に
おいて開示された構成と実質的に同一であるため、ま
た、上述したクリンチ装置13は、本願出願人と同一出願
人により平成１年11月16日に特願平１−296207号として
出願された『クリンチ装置』において開示された構成と
実質的に同一であるため、そして、上述した基板回転機
構14は、本願出願人と同一出願人により平成１年９月20
日に特願平１−241700号として出願された『ターレツト
式実装機における基板回転機構』において開示された構
成と実質的に同一であるため、ここでの説明を夫々省略
する。

以下に、この発明の特徴をなすヘツド装置12の構成を
詳細に説明する。

このヘツド装置12は、第３図に示すように、電子部品
Ｗが実装される回路基板CBの上方に位置する基台15aに
取付ステイ15bを介して取り付けられた回転支持部材16
と、この回転支持部材16に、垂直軸線に対して角度αだ
け傾斜した回転軸線C₀回りに回転自在に軸支された回転
テーブル17と、この回転テーブル17の外周に等間隔に取
り付けられた複数台、この一実施例においては10台のフ
インガ機構18₁〜18₁₀（時計方向に沿つて第１、第２、
…、第10と番号が振られている。）と、この回転テーブ
ル17を一方の回転方向、例えば時計方向に沿つて36度づ
つ間欠回転駆動させるための第１の駆動モータ19とを備
えた状態で構成されている。

ここで、各フインガ機構18₁〜18₁₀は、基本的に各々
同様に構成されており、以下の説明において、共通の構
成に関する場合には、添字を付さずに参照符合（18）で
説明し、各々のフインガ機構に関する場合にのみ、添字
を付した参照符合（18₁〜18₁₀）で説明することとす
る。

尚、この第１の駆動モータ19は、第１のモータドライ
バ20aを介して制御ユニット21により駆動制御するよう
に設定されており、この制御ユニット21は、ピツクアツ
プ位置またはインサート位置の夫々の次（回転方向上流
側、換言すれば、反時計方向側）に位置するフインガ機
構18において、ピツクアツプ動作またはインサート動作
が実行されない場合には、次の回転停止をスキツプし
て、ピツクアツプ位置またはインサート位置にピツクア
ツプ動作またはインサート動作が実行されるフインガ機
構18が位置するまで、回転動作を継続するように設定さ
れている。

また、上述した電子部品Ｗは、10形状20部品から構成
されており、各フインガ機構18₁〜18₁₀の電子部品把持
部は、10種類の形状の電子部品W₁〜W₁₀に各々対応した
状態で専用に設定されている。例えば、第１のフインガ
機構18₁の電子部品把持部は、第１の種類の形状に形成
された電子部品W₁のみを把持することが出来るように設
定されている。尚、各フインガ機構18の電子部品把持部
は、回転テーブル17に対して、任意に着脱自在に固定さ
れている。

ここで、各フインガ機構18の中心軸線C₁は、図示する
ように、ヘツド装置12の回転軸線C₀に対して角度αだけ
傾斜するように設定されている。そして、インサート位
置に位置するフインガ機構（符合18Aで示す。）の中心
軸線C₁が、丁度、垂直軸に沿うように設定されており、
インサード位置にあるフインガ機構18Aの180度反対側に
位置するフインガ機構（符合18Bで示す。）は、垂直軸
に対して角度２αだけ傾斜した状態で、部品供給装置11
におけるピツクアツプ位置にもたらされるように設定さ
れている。

即ち、部品供給装置11でのピツクアツプ面は、水平面
に対して角度２αだけ傾斜しており、この結果、ピツク
アツプ位置においては、フインガ機構18Bの中心軸線
は、ピツクアツプ面に対して90度で交差することとな
り、換言すれば、フインガ機構18Bは、ピツクアツプ面
に対して、垂直にアクセスすることになる。

そして、各フインガ機構18は、第４図に示すように、
回転テーブル17の対応する側面に固着された取付本体22
を備えている。この取付本体22は、中心軸線に沿つて貫
通孔22aが形成されており、この貫通孔22aを介して、中
空筒状の太軸23が軸方向に沿つて移動可能に挿通されて
いる。また、この太軸23内には、中実の細軸24が軸方向
に沿つて移動可能に挿通されている。

この太軸23の下端には、下面が開放された中空の筒状
のヘツド本体25が着脱自在に取り付けられている。ま
た、細軸24の下端は、ヘツド本体25の上面を貫通した状
態で、これの上方に突出しており、この細軸24は、太軸
23内を挿通される大径部24aと、この大径部24aの下端に
連接され、下方に向かうにつれて、その直径を減じるよ
うに設定されたテーパ面を有するテーパ部24bと、この
テーパ部24bの下端に連接され、大径部24aよりも小径に
なされた小径部24cとから一体に形成されている。

ここで、このヘツド本体25の下部の両側には、夫々か
ら下方に延出した状態で、前後に難間した一対の取付片
26a,26bが夫々固定されており、各対の取付片26a,26bと
下端には、水平に延出した支軸27a,27bが掛け渡された
状態で設けられている。そして、これら支軸27a,27bに
は、把持片28a,28bが、夫々の中間を同一垂直面内で回
動自在に軸支されている。

そして、両把持片28a,28bの下端は、電子部品Ｗを両
側から把持するための把持爪28a₁,28b₁として規定され
ており、上端には、互いに対向するように折曲され、細
軸24の下部の側方を通過して、相手側の把持片28b,28a
の上部まで延出した折曲部28a₂,28b₂が一体的に形成さ
れている。また、両把持片28a,28bには、互いの上端が
離間する方向に付勢するコイルスプリング29が張設され
ている。また、各折曲部28a₂,28b₂の先端には、上述し
た細軸24の外周面に反対側から転接するローラ30a,30b
が各々自身の中心軸回りに回動自在に取り付けられてい
る。

ここで、後述するピツクアツプ動作またはインサート
動作において、電子部品Ｗを把持する状態においては、
細軸24は、これの小径部24cが両ローラ30a,30bに挾持さ
れる状態にヘツド本体25から下方に突出するよう設定さ
れており、電子部品Ｗの把持を解除する状態において
は、細軸24は、これの大径部24aが両ローラ30a,30bに挾
持される状態にヘツド本体25から下方に更に突出するよ
うに設定されている。

このようにして、コイルスプリング29の付勢力によ
り、両ローラ30a,30bが細軸24の小径部24cを互いに反対
側から挾持する状態において、両把持爪28a₁,28b₁は対
応する電子部品Ｗを両側から挾持するに適切な距離だけ
離間するように近接し、また、細軸24が下方に更に突出
して、両ローラ30a,30bが大径部24aを互いに反対側から
挾持する状態において、コイルスプリング29の付勢力に
抗して、両把持片28a,29bは両把持爪28a₁,28b₁が対応す
る電子部品Ｗの両側から離間し、把持状態を解除するよ
うに設定されている。

即ち、この一実施例においては、各フインガ機構18に
おいては、ヘツド本体25より下方の部分が、対応すう電
子部品Ｗに夫々応じた形状、サイズとなるように構成さ
れた把持部として設定されており、このヘツド本体25を
太軸23の下端から取り外すことにより、他の形状の電子
部品Ｗに専用に対応させるべく、把持部を太軸23に対し
て交換することが出来るものである。

一方、再び第３図に示すように、上述した太軸23の上
端には、これを下方に押し下げるために、後述する太軸
用駆動ローラ31aまたは38aが選択的に係合する従動部23
aが設けられている。また、細軸24の上端は、太軸23の
上端よりも更に上方に延出した状態で終端しており、こ
の上端には、これを下方に押し下げるために、後述する
細軸用駆動ローラ31bまたは38bが選択的に係合する従動
部24dが設けられている。

また、第３図に示すように、インサート位置に回動す
れて来たフインガ機構18Aにおいてのみ、インサート動
作を実行させるためのインサート駆動機構32が、このフ
インガ機構18Aに隣接して設けられている。

このインサート駆動機構32は、インサート位置にある
フインガ機構18Aの太軸23及び細軸24に夫々形成された
従動部23a,24dに夫々係合する太軸用駆動ローラ31a及び
細軸用駆動ローラ31bと、太軸用駆動ローラ31a及び細軸
用駆動ローラ31bが夫々下端に取り付けられ、支持部材3
3a,33bを介して上下動自在に支持された直接ロツド34a,
34bとを備えている。

ここで、これら２本の連接ロツド34a,34bには、駆動
カム機構35a,35bが夫々接続されており、これら駆動カ
ム機構35a,35bは、図示しないカム部材を１回転（360
度）回転させることにより、連接ロツド34a,34bを介し
て、電子部品Ｗを把持しつつフインガ機構18Aの把持部
を全体的に（即ち、両連接ロツド34a,34bの相対距離を
変化させずに）垂直軸線に沿つて下降し、回路基板CBに
電子部品Ｗをインサートした後に、細軸24にみを下方に
突出させるように駆動することにより把持状態を解除
し、その後、フインガ機構18Aを全体的に少し上昇させ
てから、再び、細軸24のみを上方に引き上げて把持状態
に復帰させつつ、全体的に上方待機位置まで上昇させる
ように構成されている。

尚、これら駆動カム機構35a,35bは、両者に共通のイ
ンサート用の第２の駆動モータ36により、互いに同期し
た状態で駆動されるように設定されている。そして、こ
の第２の駆動モータ36は可逆転可能に構成されており、
反時計方向に正転することにより、上述したインサート
動作を実行すると共に、時計方向に逆転することによ
り、逆方向に動作することになる。この第２の駆動モー
タ36は、第２のモータドライバ20bを介して制御ユニツ
ト21により駆動制御されるように設定されている。ま
た、この制御ユニツト21は、詳細は後述するが、両駆動
カム機構35a,35bを同時に１回転駆動することにより、
１回のインサート動作を終了するように構成されてい
る。

このようにインサート駆動機構32は構成されているの
で、インサート位置に回転されてきたフインガ機構19A
は、これに把持した電子部品Ｗを回路基板CB上に挿入す
ることができることになる。

また、ピツクアツプ位置に回動されて来たフインガ機
構18Bにおいてのみ、ピツクアツプ動作を実行させるた
めのピツクアツプ駆動機構37が、このフインガ機構18B
に隣接して設けられている。

このピツクアツプ駆動機構37は、ピツクアツプ位置に
あるフインガ機構18Bの太軸23及び細軸24に夫々形成さ
れた従動部23a,24dに夫々係合する太軸用駆動ロー38a及
び細軸用駆動ローラ38bと、太軸用駆動ローラ38a及び細
軸用駆動ローラ38bが夫々下端に取り付けられ、支持部
材39a,39bを介して上下動自在に支持された連接ロツド4
0a,40bとを備えている。

ここで、これら２本の連接ロツド40a,40bには、駆動
カム機構41a,41bが夫々接続されている。これら駆動カ
ム機構41a,41bは、図示しないカム部材を１回転（360
度）回転させることにより、連接ロツド40a,40bを介し
て、把持状態を解除された状態でフインガ機構18Bの把
持部を全体的に（即ち、両連接ロツド40a,40bの相対距
離を変化させずに）、垂直軸線に対して角度２αだけ傾
斜した軸線に沿つて下降し、部品供給機構11から電子部
品Ｗを把持してピツクアツプした後に、把持状態を維持
したままの状態で全体的に上方待機位置まで上昇させる
ように構成されている。

尚、これら駆動カム機構41a,41bは、両者に共通のピ
ツクアツプ用の第３の駆動モータ42により、互いに同期
した状態で駆動されるように設定されている。そして、
この第３の駆動モータ42は可逆転可能に構成されてお
り、時計方向に正転することにより、上述したピツクア
ツプ動作を実行すると共に、反時計方向に逆転すること
により、逆方向に動作することになる。この第３の駆動
モータ42は、第３のモータドライバ20cを介して制御ユ
ニツト21により駆動制御されるように設定されている。
また、この制御ユニツト21は、詳細は後述するが、両駆
動カム機構41a,41bを同時に１回転駆動することによ
り、１回のピツクアツプ動作を終了するように構成され
ている。

以上のようにピツクアツプ駆動機構37は構成されてい
るので、ピツクアツプ位置に回転されて来たフインガ機
構18Bは、このピツクアツプ駆動機構37により、電子部
品Ｗを部品供給機構11からピツクアツプすることが出来
ることになる。

ここで、各フインガ機構18においては、対応するヘツ
ド本対25は、図示し無いクリツク機構により、上方待機
位置において係止されるように設定されている。この結
果、上述したヘツド装置12において、全てのフインガ機
構18は、上方待機位置に係止された状態で、第１の駆動
モータ19により回転駆動され、この回転によりインサー
ト位置またはピツクアツプ位置にもたらされたフインガ
機構18A,18Bは、対応するインサート駆動機構32または
ピツクアツプ駆動機構37に夫々係合して、夫々の駆動に
応じてインサート動作またはピツクアツプ動作が実行さ
れるように設定されている。

そして、この一実施例の特徴を構成する点であるが、
第１の駆動モータ19による次の36度の回転駆動により、
インサート位置またはピツクアツプ位置にもたらされる
こととなるフインガ機構18において、ヘツド本体25が上
方待機位置にあるか否かを検出する検出機構43,44が配
設されている。

これら検出機構43,44は、第５図及び第６図に示すよ
うに、取付ステイ15bに固定された回転支持部材16の側
面であつて、インサート位置及びピツクアツプ位置に対
向さら部分から、回転テーブル17の回転方向に対してこ
れの上流側に36度だけ夫々偏倚した位置に配設された一
対の支持ステイ43a,44aと、夫々の支持ステイ43a,44aに
取りつけられ、上方待機位置にもたらされたフインガ機
構25に連接された太軸23の従動部23aを検出する近接セ
ンサ43b,44bとから構成されている。

尚、第５図及び第６図においては、回転テーブル17の
側面であつて、これの回転方向に沿つてこれの上流側に
36度だけ偏倚した位置に配設されたフインガ機構18は、
図面の都合上示されていない。

このように、この一実施例においては、検出機構43,4
4を備えるように構成したので、フインガ機構18がイン
サート位置またはピツクアツプ位置の直前に回転してき
た際に、検出機構43,44によりヘツド本体25が上方待機
位置にあるか否かが確実に検出され、上方待機位置にあ
ると検出された場合にのみ、第１の駆動モータ19の駆動
が許容され、ヘツド本体25が上方待機位置にあることを
検出されたフインガ機構18のみがインサート位置または
ピツクアツプ位置まで回動されることになる。

一方、仮に何らかの理由により、インサート位置また
はプツクアツプ位置以外の回転位置にあるフインガ機構
18において、ヘツド本体25が上方待機位置以外の少なく
とも若干でも下方に降下した位置を取る状態が発生した
場合において、このように上方待機位置以外の位置に降
下したヘツド本体25を有するフインガ機構18が、インサ
ート位置またはピツクアツプ位置の直前に回転してきた
際に、検出機構43,44は、ヘツド本体25が上方待機位置
に無いことを検出し、制御ユニツト21は、これに応じ
て、第１の駆動モータ19の駆動を停止するとともに、図
示しない警報機構を介して、作業者に、作動の異常状態
が発生したことを報知するように構成されている。

このように、この一実施例においては、検出機構43,4
4を備えることにより、何らかの理由によりヘツド本体2
5が上方待機位置に無い事態、即ち、上方待機位置から
下降してしまつている事態が発生したとしても、この事
態は、確実に検出され、ヘツド本体25が上方待機位置か
ら下がつたままの状態で、インサート位置またはピツク
アツプ位置まで回動されることが未然に防止されること
になる。

換言すれば、ヘツド本体25が上方待機位置から下がつ
たままの状態でインサート位置またはピツクアツプ位置
まで回動すると、仮に、ヘツド本体25が最下位置まで下
降していた場合には、ヘツド本体25の下端に位置する把
持片28a,28bが回路基板CBや部品供給装置11の部品供給
面に衝突して、フインガ機構18が破損してしまうことに
なるし、また、その下降量が僅かであるとしても、フイ
ンガ機構18における太軸23の従動部23aと細軸24におけ
る従動部24dとに、インサート駆動機構32の太軸用駆動
ローラ31aと細軸用駆動ローラ31bとが夫々係合しない状
態、または、ピツクアツプ駆動機構37の太軸用駆動ロー
ラ31aと細軸用駆動ローラ31bとが夫々係合しない状態が
達成されることになる。

しかしながら、この一実施例においては、上述した検
出機構43,44を備えているので、ヘツド本体25が上方待
機位置に無い場合には、その下降量かかわり無く、即座
に異常状態と判断して、第１の駆動モータ19の駆動を停
止するとともに、警報動作を実行することになる。この
ようにして、フインガ機構18の破損や空インサート動作
または空ピツクアツプ動作が確実に回避されることにな
る。

［発明の効果］以上詳述したように、この発明に係わる実装装置によ
れば、部品保持部が駆動部により保持動作あるいは実装
動作を行わされる前に、部品保持部とその駆動部との係
合位置を検出し、その検出結果に応じて、保持動作或い
は実装動作のための駆動部による駆動の可否を決定して
いるので、部品保持部が破損することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、この発明に係わる実装装置の構成
を夫々示す正面図及び側面図；第３図はヘツド装置を取り出して示す正面図；第４図はフインガ機構の構成を取り出して示す正面断面
図；第５図は検出機構の取り付け状態を説明するための拡大
側面図；そして、第６図は検出機構が取りつけられたヘツド機構の構成を
取り出して示す斜視図である。図中、α……傾斜角度、C₀……回転テーブルの回転軸
線、C₁……フインガ機構の回転軸線、CB……回路基板、
Ｗ……部品、 10……実装装置、11……部品供給装置、12……ヘツド装
置、13……クリンチ装置、14……基板回転機構、15a…
…基台、15b……取付ステイ、16……回転支持部材、17
……回転テーブル、18₁〜18₁₀（18）……フインガ機
構、19……第１の駆動モータ、20a……第１のモータド
ライバ、20b……第２のモータドライバ、20c……第３の
モータドライバ、21……制御ユニツト、22……取付本
体、22a……貫通孔、23……太軸、23a……従動部、24…
…細軸、24a……大径部、24b……テーパ部、24c……小
径部、24d……従動部、25……ヘツド本体、26a;26b……
取付片、27a;27b……支軸、28a;28b……把持片、28a₁;2
8b₁……把持爪、28a₂;28b₂……折曲部、29……コイルス
プリング、30a;30b……ローラ、31a……太軸用駆動ロー
ラ、31b……細軸用駆動ローラ、32……インサート駆動
機構、33a;33b……支持部材、34a;34b……連接ロツド、
35a;35b……駆動カム機構、36……第２の駆動モータ、3
7……ピツクアツプ駆動機構、38a……太軸用駆動ロー
ラ、38b……細軸用駆動ローラ、39a;39b……支持部材、
40a;40b……連接ロツド、41a;41b……駆動カム機構、42
……第３の駆動モータ、43:44……検出機構、43a;44a…
…支持ステイ、43b;44b……近接センサである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体に取り付けられた部品保持部を介し
て実装すべき部品を回路基板に供給する実装装置であっ
て、前記回転体を回転させることにより、前記部品保持部
を、部品を保持可能な位置にまで移動させる移動手段
と、少なくとも１つの固定位置にある駆動部と、前記部品保持部の前記駆動部との係合位置を検出する検
出手段と、検出手段の検出結果に応じて、前記部品保持部の前記保
持位置における保持動作の可否を決定する手段とを具備
することを特徴とする実装装置。
【請求項２】前記検出手段が保持動作不能と判断した場
合には、前記移動手段を禁止することを特徴とする請求
項第１項に記載の実装装置。
【請求項３】回転体に取り付けられた部品保持部を介し
て実装すべき部品を回路基板に供給する実装装置であっ
て、前記回転体を回転させることにより、前記部品保持部を
前記回路基板に実装可能な位置にまで移動させる移動手
段と、少なくとも１つの固定位置にある駆動部と、前記部品保持部の前記駆動部との係合位置を検出する検
出手段と、検出手段の検出結果に応じて、前記部品保持部の前記実
装位置における実装動作の可否を決定する手段とを具備
することを特徴とする実装装置。
【請求項４】前記検出手段が実装動作不能と判断した場
合には、前記移動手段を禁止することを特徴とする請求
項第３項に記載の実装装置。